計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究、分析的目的*是為了提高計(jì)算機(jī)性能，為此，我們采用了許多提高性能的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)。流水線(xiàn)技術(shù)*是其中*重要的設(shè)計(jì)思想之。流水線(xiàn)技術(shù)在現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中是*普遍的1種技術(shù)。

衡量種流水線(xiàn)處理方式的性能高低的書(shū)面數(shù)據(jù)主要由吞吐率、效率和加速比這三個(gè)參數(shù)來(lái)決定。

吞吐率

指的是計(jì)算機(jī)中的流水線(xiàn)在特定的時(shí)間內(nèi)可以處理的任務(wù)或輸出數(shù)據(jù)的結(jié)果的數(shù)量。流水線(xiàn)的吞吐率可以進(jìn)步分為*大吞吐率和實(shí)際吞吐率。它們主要和流水段的處理時(shí)間、緩存寄

流水線(xiàn)技術(shù)

存器的延遲時(shí)間有關(guān)，流水段的處理時(shí)間越長(zhǎng)，緩存寄存器的延遲時(shí)間越大，那么，這條流水線(xiàn)的吞吐量*越小。因?yàn)?，在線(xiàn)性流水線(xiàn)中，*大吞吐率Tpmax=流水線(xiàn)時(shí)鐘周期△T/1=max(T1,...Ti,..Tm)+T1/1，而其中，m是流水線(xiàn)的段數(shù)，是特定過(guò)程段執(zhí)行時(shí)間。如果，條流水線(xiàn)的段數(shù)越多，過(guò)程執(zhí)行時(shí)間越長(zhǎng)，那么，這條流水線(xiàn)的理論吞吐率*越小。

由此，要對(duì)于流水線(xiàn)的瓶頸部分的處理主要在于減少流水段的處理時(shí)間。實(shí)現(xiàn)的方法般有兩種：

1、把瓶頸部分的流水線(xiàn)分拆，以便任務(wù)可以**流水處理。流水段的處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，般是由于任務(wù)堵塞造成的，而任務(wù)的堵塞會(huì)導(dǎo)致流水線(xiàn)不能在同個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)啟動(dòng)另個(gè)操作，可以把流水段劃分，在各小流水段中間設(shè)置緩存寄存器，緩沖上個(gè)流水段的任務(wù)，使流水線(xiàn)**流水。假如X流水段的處理時(shí)間為3T，可以把X流水段再細(xì)分成3小段，這樣，每小段的功能相同，但是處理時(shí)間已經(jīng)變成3T/3=T了。

2、在瓶頸部分設(shè)置多條相同流水段，并行處理。對(duì)付流水段的處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還有另外種方法，那*是把瓶頸流水段用多個(gè)相同的并聯(lián)流水段代替，在前面設(shè)個(gè)分派單元來(lái)對(duì)各條流水段的任務(wù)進(jìn)行分派。仍然假設(shè)瓶頸流水段的處理時(shí)間是△3T，那么經(jīng)過(guò)3條并聯(lián)流水段的同時(shí)處理，實(shí)際需要的時(shí)間只是△T。這樣，*達(dá)到了縮短流水段處理時(shí)間，但這種方法比較少以采用，因?yàn)橐?段相同的流水段并聯(lián)，成本較高，而且，分派單元會(huì)比較麻煩處理。

加速比

是指某**水線(xiàn)如果采用串行模式之后的工作速度和采用流水線(xiàn)模式后的工作速度的比值，數(shù)值越大，說(shuō)明這條流水線(xiàn)的工作安排方式越好。

效率

使用效率：指流水線(xiàn)中，各個(gè)部件的利用率。由于流水線(xiàn)在開(kāi)始工作時(shí)存在建立時(shí)間;在結(jié)束時(shí)存在排空時(shí)間，各個(gè)部件不可能直在工作，總有某個(gè)部件在某個(gè)時(shí)間處于閑置狀態(tài)。用處于工作狀態(tài)的部件和總部件的比值來(lái)說(shuō)明這條流水線(xiàn)的工作效率。        http://jgnotaire.com/